Використовуючи процес під назвою auger-mediated positron sticking (AMPS), вчені з Позитронної лабораторії в UTA Департамент фізики розробив нову методику, яка може вимірювати властивості самого верхнього атомного шару матеріалів.
Цей новий спектроскопічний інструмент використовує віртуальну фотонів вибірково вимірювати електронну структуру самого верхнього атомного шару. Коли позитрони, що надходять, переходять із вакуумних станів у зв’язані поверхневі стани на поверхні зразка, вони виробляють віртуальні фотони з енергією, щоб збудити електрони у вакуумі.
Короткий діапазон взаємодії віртуальних фотонів обмежує глибину проникнення приблизно до довжини екранування Томаса-Фермі. Вимірювання та аналіз кінетичних енергій випущених електронів, виконаних на одному шарі графен нанесені на мідь і чисту мідну підкладку показують, що викинуті електрони походять виключно з найвищого атомного шару.
Алекс Вайс, професор і голова кафедри фізики UTA, сказав: «Ми придумали, як використовувати це явище, яке ми виявили в 2010 році, щоб виміряти верхній шар і отримати інформацію про електронну структуру та поведінку електронів у верхньому шарі. Це визначить багато властивостей матеріалу, включаючи провідність, і може мати важливі наслідки для будівельних пристроїв».
Алекс Фейрчайлд, науковий співробітник Позитронної лабораторії, провідний автор дослідження, сказав: «Процес AMPS є унікальним, оскільки він використовує віртуальні фотони для вимірювання найвищого атомного шару».
«Це відрізняється від типових методів, таких як фотоемісійна спектроскопія, де фотон проникає через кілька шарів в об’єм матеріалу і, отже, містить об’єднану інформацію про поверхневий і підповерхневий шари».
Varghese Chirayath, асистент професора-дослідника, сказав, «Наші результати AMPS показали, як віртуальні фотони, випромінювані після прилипання позитронів, краще взаємодіють з електронами, які поширюються далі у вакуум, ніж з більш локалізованими електронами в атомному місці. Таким чином, наші результати важливі для розуміння того, як позитрони взаємодіють з поверхнею електрони і надзвичайно важливі для розуміння інших подібних поверхнево-селективних методів на основі позитронів».
Вайс зазначив, що позитронна лабораторія UTA на даний момент є єдиним місцем, де можна було б розробити цю техніку завдяки можливостям її пучка позитронів.
«UTA, ймовірно, має єдину лабораторію у світі, яка має промінь позитронів, який може досягати низьких енергій, необхідних для спостереження цього явища».
Довідка з журналу:
- Alexander J. Fairchild та ін. Фотоемісійна спектроскопія з використанням віртуальних фотонів, випромінюваних прилипанням позитронів: додатковий зонд для поверхневих електронних структур верхнього шару. Physical Review Letters,. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.106801
